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如图所示,上表面光滑、质量为4m的带有挡板的木板B放置在水平地面上,木板与地面之...

如图所示,上表面光滑、质量为4m的带有挡板的木板B放置在水平地面上,木板与地面之间的动摩擦因数μ=0.1,木板上放有一质量为m、电荷量为+q的物块A。整个装置处于电场强度大小、方向水平向右的匀强电场中。现同时给物块、木板水平向右的初速度,当物块运动到木板右端时(与挡板碰前的瞬间),木板的速度恰好减为零,之后物块与挡板发生第1次碰撞,以后每隔一段时间,物块就与挡板碰撞1次。已知物块与挡板的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短,物块始终在木板上运动,重力加速度大小为g。求:

(1)发生第1次碰撞后,物块与木板的速度大小;

(2)从第1次碰撞至第2020次碰撞的时间间隔;

(3)从第1次碰撞至第2020次碰撞,物块电势能的减少量。

 

(1);;(2);(3) 【解析】 (1)物块受到电场力 F=Eq=0.5mg 木板受到地面的摩擦力 对物块和木板组成的系统,合外力为零,系统动量守恒,设物块与挡板第1次碰撞前,速度为v1,有 解得 设第1次碰撞后,物块与木板的速度分别为vA1、vB1,由动量守恒和能量守恒得 联立,解得 (2)设碰撞后,物块与木板的加速度大小分别为a1、a2,由牛顿第二定律 解得 而 解得 第1次碰撞后,物块以3v0向左匀减速运动。速度减为零后再向右匀加速运动。木板以2v0向右匀减速运动,经过时间t1,速度减为零,位移为xB1由运动学公式 此时,物块的速度为v2,位移为xA1.由运动学公式 经分析,第2次碰撞前,物块、木板的速度与第1次碰撞前的速度相同。之后,物块、木板将重复前述运动过程。 从第l次碰撞至第2020次碰撞的时间间隔 (3)从第1次碰撞至第2020次碰撞。物块电势能的减少量为 联立,解得  
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飞球调速器是英国工程师詹姆斯·瓦特于1788年为蒸汽机速度控制而设计,如图(a)所示,这是人造的第一个自动控制系统。如图(b)所示是飞球调速器模型,它由两个质量为m的球通过4根长为的轻杆与竖直轴的上、下两个套筒铰接。上面套筒固定,下面套筒质量为M,可沿轴上下滑动。不计一切摩擦,重力加速度为g,当整个装置绕竖直轴以恒定的角速度匀速转动时(飞球调速器的旋转速度和蒸汽机相同):

(1)求此时轻杆与竖直轴之间的夹角的余弦值;

(2)为实现对蒸汽机的自动控制(即将蒸汽机的转速控制在一定范围内),由于扰动,当套筒下移时,传动机构应使蒸汽机的转速升高还是降低?请简述其控制原理。

 

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热敏电阻RT的阻值随温度变化的关系如图(a)所示。某同学用该热敏电阻制作测温范围为0~100℃的温度计。所用器材有:直流稳压电源(电动势E=12 V,内阻不计),电流表A(量程60 mA,内阻约为5 ,滑动变阻器R(最大阻值为200 ,煤油温度计(测温范围-30 ~150℃),电热水壶,开关S,导线若干,水和冰块:

(1)组装和调节:

①按照图(b)连接好电路,在闭合开关S前,滑动变阻器R的滑片应移动到_____(填“左”或“右”)端;

②将热敏电阻RT浸入冰水混合物中,闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片,使电流表指针满偏;

③用电热水壶将水缓慢加热到100℃,用固定在水壶中的煤油温度计监测温度,闭合开关S,滑动变阻器的滑片应________(选填“向左移动”“向右移动”或“保持不动”) ,同时记录下不同状态的温度,以及对应的电流表的读数;

④将电流表的刻度盘改刻成温度刻度盘,温度计即可正常使用;

(2)使用:

①电流表的刻度盘上刻画的0℃在刻度盘的_____(选填“左”或“右”)端,温度越高,刻度越___(选填“密集”或“稀疏” );

②将热敏电阻浸入待测液体,闭合开关S,根据电流表指针的位置读出温度;

③当电流表的读数为20.0 mA时,待测液体的温度为_____℃。

 

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为探究弹力和弹簧伸长的关系,某同学把两根弹簧连接起来进行探究,如图所示:

钩码个数

1

2

3

4

LA/cm

     

19.71

23.66

27.76

LB/cm

29.96

35.76

41.51

47.36

LB-LA/cm

     

16.05

17.85

19.60

 

在弹性限度内,将质量为50g的钩码逐个挂在弹簧下端,在表中记录下指针AB的示数LALB。其中悬挂1个钩码时,指针A所指的标尺刻度如放大图所示,此时LA=____ cm 由表中数据可得,弹簧1的劲度系数k1=____ N/m 弹簧2的劲度系数k2=____ N/m。(已知重力加速度g=9.80 m/s2 ,结果均保留2位小数)

 

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如图所示,空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,大量带电粒子同时从y轴上OP之间(0ya)沿x轴正向射入磁场,并同时到达O点。已知粒子的比荷均为,不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用,下列说法正确的是(  )

A.所有粒子运动的时间均为

B.粒子的入射速度v与入射位置的纵坐标y满足关系

C.到达O点前的同一时刻,所有粒子排列在一段圆弧上

D.0~时间内,所有粒子经过的磁场区域的面积为后

 

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如图所示,一根粗糙的水平杆上套有AB两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住课本。已知AB=AC,圆环、课本始终静止,下列说法正确的是(  )

A.缩短AB之间的距离,圆环所受支持力变小

B.剪断细绳BC的瞬间,环A受到的支持力大小不变

C.将杆的左端略微抬起,环A所受的摩擦力变大

D.若使系统水平向右加速运动,环B受到的支持力大于环A受到的支持力

 

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